Page 30 - 捷運技術 第52期

26 張榮峰、彭琇康、周忠仁、于中原 球狀石墨鑄鐵環片於臺北捷運潛盾隧道之應用

表1 球墨鑄鐵與鋼材物理性質比較表

材料 球墨鑄鐵 結構鋼
碳(C)含量 ≧ 2.5% < 0.25%
比重 7.25 7.85
比熱(kJ/kg‧K) 0.540 0.460
熱傳導率(W/m‧K) 47 to 58 75
-6
熱膨脹係數(10 ℃) 10.0 10.5
電阻(μΩ-cm) 50 to 70 10 to 20

彈性係數(kN/mm2) 170 210
柏松比 0.25 0.3 圖1 球墨鑄鐵微觀組織圖

三、球墨鑄鐵環片構造概要

(一) 環片型式
球狀石墨鑄鐵環片(以下簡稱鑄鐵環片)係由球狀石墨鑄鐵一體鑄造而成，環片型式主要
可分為浪型環片(Corrugated-Type Segments)與主桁型環片(Girder-Type Segments)兩種，如圖2

所示。浪型環片具有偏心較小之中性軸，其抗彎矩能力優於主桁型環片，而背填混凝土可提
供外部縱肋有效側撐幫助，使該部設計面積減少，減省鑄鐵材料用量，亦可提供施工初期之
抵抗千斤頂壓力，增加施工穩定性，較主桁型斷面經濟有效。依目前於日本隧道工程之使用
現況，鐵、公路與捷運隧道多採用浪型環片，而地下水與電力管線隧道，因管道內部需鋪設

二次襯砌，故仍使用主桁型環片。
浪型環片(Corrugated Type) 主桁型環片(Girder Type)

背填混凝土

圖2 球墨鑄鐵環片結構型式圖

(二) 襯砌環片之組合

針對捷運潛盾隧道使用之鑄鐵環片襯砌，通常亦為由五個標準環片(Ordinary Segment)以
及一個卡榫環片(Key Segment)組合而成。環片尺寸除採用類似預鑄混凝土環片五大一小之配
置外，為考量鑄造開模之便利性與經濟性，亦有採用等角度環片配置之工程實例，如圖3所
示。鑄鐵環片間採用ASTM A325或A490高強度直螺栓接合，考量鍍鋅溫度對高強度螺栓之
脆化影響，將以鋅粉鉻氧化物披膜並以氟碳樹脂(Foam Urethane)塗膜進行防蝕處理。此外，
國外已有許多廠商開發出如AS接頭（Axial Slide Joint，如圖4所示）等新型態之機械式接合

方式，以加速環片組裝速度，增進施工之自動化。